隨著便攜式電子產(chǎn)品屏幕的擴大和殼體壁厚的減薄,目前應(yīng)用的6xxx系鋁合金強度已不滿足要求,強度等級更高的7xxx系鋁合金成為研究重點。而現(xiàn)有7xxx系鋁合金組織常為條帶狀,陽極氧化后的外觀難以滿足要求,另外用于制作便攜式電子產(chǎn)品殼體坯料的擠壓鋁合金型材最外層存在一定厚度的粗晶層,陽極氧化時也會導(dǎo)致外觀缺陷。本文在考慮強度和外觀的要求下,設(shè)計了4種新型的高強7xxx系鋁合金成分配方并制備了擠壓坯料,研究了冷軋加工及熱處理對減薄粗晶層的作用,探索了粗晶層與陽極氧化后宏觀形貌的聯(lián)系,最終選擇綜合性能最好的樣品用于實際生產(chǎn)。結(jié)果表明,對于4種成分不同的7xxx系鋁合金來說,當（Zn+Mg）含量越高時,硬度和強度也相應(yīng)地越高。在軋制時,隨著軋制壓下量的增加,粗晶層的厚度發(fā)生減薄,且減薄速度大于樣品整體的減薄速度。軋制壓下量增加時,鋁合金的硬度、抗拉強度與屈服強度逐漸增加。對軋制后的樣品進行熱處理,研究表明當軋制壓下量為10%時,再結(jié)晶退火時表面發(fā)生不完全再結(jié)晶,同時晶粒會發(fā)生長大,因此不宜進行再結(jié)晶處理。進行單級與雙級時效處理后,其強度略有提升。當軋制壓下量為20%時,400℃×1h的退火處理使... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

IPod鋁合金外殼上的劃痕隨后，7xxx系鋁合金因其較高的強度逐

第一章緒論3表1.1變形鋁合金牌號主要成分牌號系列原屬合金系鋁（鋁含量不小于99.00%）1xxxx工業(yè)純鋁以銅為主要元素的鋁合金2xxxAl-Cu系以錳為主要元素的鋁合金3xxxAl-Mn系以硅為主要元素的鋁合金4xxxAl-Si系以鎂為主要元素的鋁合金5xxxAl-Mg系以鎂和硅為主要合金元素的鋁合金6xxxAl-Mg-Si系以鋅和鎂或者銅為主要元素的鋁合金7xxxAl-Zn-Mg、Al-Zn-Mg-Cu系以鋰為主要元素的鋁合金8xxxAl-Li系其他成分鋁合金9xxx備用鋁合金材質(zhì)中常用于制造殼體的是鋁鎂合金，即以Mg為主要合金元素的鋁合金，如IPod第二代采用5xxx系鋁合金做外殼。但該系列的鋁合金不耐劃，殼體容易出現(xiàn)劃痕，如圖1-1所示。隨后強度更高的6xxx系鋁合金得到應(yīng)用，如蘋果公司在蘋果5手機殼體材料上選用6063鋁合金，提高了殼體的強度和耐磨性。但隨著手機屏幕尺寸的增加以及手機殼體厚度的減薄，該系列的鋁合金已經(jīng)不能滿足強度的要求，如2014年蘋果6手機殼體上使用的6063鋁合金，因強度不夠?qū)е率謾C常出現(xiàn)彎曲的情況，如圖1-2所示。圖1-1IPod鋁合金外殼上的劃痕圖1-2蘋果6彎曲隨后，7xxx系鋁合金因其較高的強度逐漸得到關(guān)注，2015年蘋果公司研發(fā)了7xxx系鋁合金（內(nèi)部牌號7003），合金的強度和硬度顯著提高，并將其用于蘋果6s手機殼體。通過前期研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有牌號的7xxx系鋁合金常為航空用鋁合金，為提升其力學(xué)性能通過會在成分中加入Cr、Ni、Mn等阻礙再結(jié)晶的元素，因此其組織為長條絲狀，如圖1-3所示[8]。該種微觀組織陽極氧化后的外觀通常存在一定的表面條紋，會影響便攜式電子產(chǎn)品殼體的美觀，如圖1-4所示。因此本課題中自行設(shè)計了一系列的新型7xxx系鋁合金，通過調(diào)整Zn、Mg、Cu元素的含量，并去除阻礙再結(jié)晶的元素（如Cr、Ni、

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文4Mn等），得到力學(xué)性能與陽極氧化后外觀均較好的用于便攜式電子產(chǎn)品殼體的材料。圖1-37A04再結(jié)晶后陽極覆膜[8]圖1-4普通7xxx系鋁合金陽極氧化后的表面條紋常用的6063鋁合金與7005鋁合金力學(xué)性能如表1.2所示，從表中可以看出，7005鋁合金的力學(xué)性能顯著高于6063鋁合金，可以顯著提高便攜式電子產(chǎn)品殼體的強度，減少其發(fā)生彎曲的可能。用于制作便攜式電子產(chǎn)品殼體的材料，在強度滿足一定要求的同時，也要求延伸率滿足一定的要求，即大于8%，使材料保持一定的韌性。表1.26系常用鋁合金與7系常用鋁合金性能對比材料硬度/HB抗拉強度/σb（MPa）屈服強度σ0.2（MPa）延伸率/%6063鋁合金≥65≥205≥17012T6態(tài)7005鋁合金≥105≥350≥29081.37xxx系鋁合金概述7xxx系鋁合金是一種以Zn和Mg為主要合金元素的析出強化型合金，有A1-Zn-Mg和Al-Zn-Mg-Cu兩種，具有強度高、耐蝕性好、加工性能好、密度較低等優(yōu)點，在車輛、軍工、航空等方面得到了廣泛的應(yīng)用[11]。在二十世紀30年代，德國學(xué)者發(fā)現(xiàn)Al-Zn-Mg系鋁合金的時效強化效果好于2xxx系A(chǔ)l-Cu合金，但是該成分的鋁合金應(yīng)力腐蝕傾向較為嚴重[12]；隨后美國學(xué)者加入了Mn、Cr和Zr等元素，開發(fā)出了7005鋁合金，這種成分的鋁合金有著較好的焊接性能，強度也高，因此被大量的使用在一些焊接結(jié)構(gòu)件上[13]；Zn和Mg元素含量的增加可進一步提高鋁合金的強度，但是這會造成耐蝕性能的下降；若加入Cu元素，可以在保持高的強韌性的同時，也使耐蝕性提高，但是焊接性能顯著下降。因此，通常在原有的Al-Zn-Mg系鋁合金成分的基礎(chǔ)上，通過加入少量的Cu元素，使得合金的強韌性、耐蝕性與焊接性能均較好，開發(fā)了如7020、7030和7039等牌號的鋁合金[14]。1943年美國鋁業(yè)將研發(fā)出的7075鋁合金應(yīng)用于B29轟炸

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本文編號：2928006